Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der. Science and Eng. J of Fırat Univ. 18 (1), 91-97, 2006 18 (1), 91-97, 2006 Beton Asfaltın Farklı Türden Temeller Üzerindeki Serbest Basınç Mukavemet Değerinin Değişimi Necati KULOĞLU 1, Baha Vural KÖK 1 ve Bumin DURMAZ 2 1 Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Müh.Böl.23169, Elazığ, 2 Adalet Bakanlığı İnşaat Daire Başkanlığı 06700, Ankara nkuloglu@firat.edu.tr (Geliş/Received: 22.05.2005, Kabul/Accepted: 02.02.2006) Özet: Bu çalışmada, farklı temeller üzerindeki beton asfalt kaplamanın, serbest basınç dayanımları incelenmiştir. Bu amaçla, asfalt betonu ve temellerin fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. İlk olarak asfalt betonunda kullanılacak agrega malzemesine; elek analizi, aşınma, özgül ağırlık, hava tesirlerine karşı dayanıklılık (Na 2 SO 4 ), kil oranı tayini, bitüm üzerinde ise; penetrasyon, düktilite deneyleri yapılmıştır. Daha sonra bitümlü sıcak karışıma Marshall deneyi uygulanarak; özgül ağırlık, boşluk oranı, stabilite, akma, bitüm ile dolu boşluk, agregalar arasındaki boşluk oranı değerleri bulunarak asfalt betonunun fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Temel malzemeleri üzerinde ise; elek analizi, aşınma, hava tesirlerine karşı dayanıklılık (Na 2 SO 4 ), Proktor ve CBR deneyleri yapılarak temel malzemelerinin fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Temel tabakaları, optimum su muhtevasında 20x20x15 cm ebadındaki çelik kalıplarda hazırlanmıştır. Marshall briketleri hazırlanan bu temel tabakaları üzerinde, pres altında kırılarak, serbest basınç dayanımları ve Poisson oranları bulunmuştur. Sonuç olarak, iri tane dağılımına sahip temeller üzerinde kırılan Marshall briketlerinin kırılma yükü, ince tane dağılımına sahip temeller üzerinde kırılan Marshall briketlerinin kırılma yükünden daha düşük çıkmıştır. Anahtar Kelimeler: Asfalt Betonu, Marshall Stabilitesi, Temel Tabakası, Basınç Dayanımı. Change of Compressive Strength Value of Asphalt Concrete Resting on Different Base Layers Abstract: In this study, compressive strength of asphalt concrete resting on the different base layers have been investigated. For this purpose the physical properties of asphalt concrete and base materials have been determined. At first sieve analysis, abrasion, unit weight, Na 2 SO 4, clay content experiments have been applied to aggregate used in asphalt concrete. Penetration, ductility experiments have been applied to bitumen material. Than Marshall experiment was carried out and the properties of unit weight, air voids, stability, flow and voids filled with asphalt, voids with mineral aggregate have been determined. For the base layer sieve analysis, abrasion, Na 2 SO 4, Proctor Compaction and CBR experiments have been applied. So that physical properties of base layers have been determined. Base layer granular materials have been compacted in the moulds having dimensions of 20x20x15 cm with the optimum moisture content. Manufactured Marshall specimens on the compacted base layers have been tested by the compressive testing machine and compressive strength and poison ratios have been determined. Finally, the fracture load of Marshall specimens broken on base layer with course gradation have been lower than that of the specimens broken on the base with fine gradation. Key Words: Asphalt Concrete, Marshall Stability, Base Layer, Compressive Strength 1.Giriş Günümüz Türkiye sinde ekonomik kalkınmanın ve refahın gelişmesinde büyük önemi olan karayolu taşımacılığının, ulaştırma sektörü içindeki payı giderek artan bir eğilim göstermektedir. Bu nedenle, en önemli altyapı yatırımlarından biri olan karayollarımız, gün geçtikçe artan bir trafik yükü altında bulunmaktadır. Devlet İstatistik Enstitüsü verilerine göre, Türkiye de karayolu taşımacılığının payı, 1970 de yük taşımacılığında %61, yolcu taşımacılığında
N. Kuloğlu, B. V. Kök ve B. Durmaz %91 iken, 2003 yılında bu değerler sırasıyla %92 ve %95 olmuştur [1]. Karayollarında yaygın olarak uygulanan esnek üstyapıların kaplama tabakalarında kullanılan bitümlü karışımlar, yol inşaatında önemli bir yer tutmakta ve maliyeti büyük ölçüde etkilemektedir. Yol kaplamalarında, sıcak karışımlar içinde en çok kullanılan asfalt betonu kaplamalardır. Asfalt betonu kaplama, kırılmış ve elenmiş kaba agrega, ince agrega ve mineral fillerin belirli tane dağılımı limitleri arasında işyeri karışım formülü esaslarına uygun olarak bitümlü bağlayıcı ile bir plentte karıştırılarak yeterli temeller veya diğer bitümlü kaplamalar ile beton kaplamalar üzerine bir veya birden fazla tabakalar halinde sıcak olarak serilip sıkıştırılarak elde edilen bir yol kaplamasıdır. Asfalt betonu kaplama genel olarak aşınma tabakası ve binder tabakası olarak iki tabaka halinde yapılır [2]. Bu kaplama tipi şehirlerarası yollarda, havaalanlarında ve şehir içi yollarda kullanılmaktadır. Asfalt betonunun istenilen özelliklerde yapılması yanında, temel ve alttemel tabakalarının da fiziksel özellikleri ve öngörülen şartlarda yapılması halinde, kaplamanın daha uzun süre hizmet etmesini sağlar. Temel tabakası, kaplama tabakasından gelen yükleri ve meydana gelen ilave gerilmeleri karşılamaktadır. Bu özelliğinden dolayı temel tabakaları yol üstyapısına gelen yüklerin dağılımında, önemli rol oynamaktadır. Asfalt betonu kaplama, üzerine oturduğu temel tabakasının özelliklerinden önemli ölçüde etkilenir. Bu yüzden, temel tabakalarında kullanılacak malzemelerin fiziksel özelliklerinin çok iyi belirlenmesi gerekir. Ayrıca temel tabakalarının yapımında, agrega tane dağılımının uygun seçilmemesi ve sıkışmanın yetersiz olması durumlarında, trafik yükleri diğer tabakalara üniform olarak aktarılamayacağından bölgesel çökmeler ve sökülmeler meydana gelmektedir. Esnek üstyapı tabakalarının tasarımı ve uygulaması, bilgi birikimi, deneyim ve özen istemektedir. Belirli kriterlerin sağlanmaması halinde, yollardan beklenen hizmet ömrü kısalmakta, bakım masrafları artmakta ve çok yüksek ekonomik kayıplar ortaya çıkmaktadır. 2. Karayolu Üstyapısı Yol üstyapısını oluşturan tabakalar; kaplama, temel ve alttemel tabakalarıdır. Kaplamalar rijit ve esnek olmak üzere iki şekilde sınıflandırılır. Rijit yol üstyapılarında bağlayıcı malzeme olarak portlant çimentosu (PÇ), esnek yol kaplamalarında ise asfalt çimentosu (AC) kullanılmaktadır [3]. Yol üstyapı dizaynının amacı az maliyetle uzun ömürlü olarak, arzu edilen hizmeti veren değişik kalınlıktaki tabaka ve malzemelerin kombinasyonunu seçmektir [4].Yol üstyapısını oluşturan tabakalar ve bu tabakaların çeşitleri şematik olarak Şekil 1 de gösterilmiştir [5]. 2.1. Alttemel tabakası Alttemel, taban yüzeyi ile temel tabakası arasına yerleştirilen sıkıştırılmış daneli malzeme ve/veya uygun bir bağlayıcı malzeme ile stabilize edilmiş bir tabakadır[6]. Alttemel tabakasının, don kabarması, şişme ve büzülme gibi hacim değişimlerine karşı koymak, kaplama altında gerekli drenajı sağlamak, kaplamanın taşıma gücünü arttırmak gibi görevleri vardır. Alttemel tabakası üstteki tabakalara nazaran daha az gerilmelere maruz kaldığından daha düşük kaliteli fakat yeraltı suyunu uzaklaştırma yeteneği yüksek ve yeterince kararlı olan granüler malzemelerden yapılmaktadır [7]. Alttemel tabakası yol üstyapısında üniform ve kararlı dayanıklılık sağladığından dolayı hem serbestçe suyu süzer hem de erozyona karşı direnir. Aksi halde pompaj olayı meydana gelir. Erozyon ve pompaj olayından sonra çatlak veya derz yerleri altında malzeme kaybı oluşabilir ve yol üstyapısını oluşturan tabakalarda boşluk meydana getirir. Bu olay daha fazla çatlak oluşmasına derz yerlerinin bozulmasına neden olup, yol üstyapısının dayanıklılığını kaybetmesine yol açar [8]. 92
Beton Asfaltın Farklı Türden Temeller Üzerindeki Serbest Basınç Mukavemet Değerinin Değişimi 2.2.Temel tabakası Temel tabakası, üstyapının ana yapısal elemanlarından biri olup, alttemel ve tabana gelen basınç gerilmelerini kabul edilebilir düzeye düşürmesi ve belirli bir esneklik sağlayarak kaplamanın kırılmasını önlemesi gibi işlevleri vardır [9]. Temel tabakası, kaplama tabakasından gelen yükleri ve meydana gelebilecek ilave gerilmeleri karşılamaktadır. Bu özelliğinden dolayı yol üstyapısına gelen yüklerin dağılımında önemli rol oynar [10]. Bu bakımdan temel tabakası belirli özellikleri sağlayan iyi kaliteli malzemeden teşkil edilmelidir. Temel tabakası olarak, kırmataş, plentmiks kırmataş, penetrasyon makadam, asfaltlı makadam, sıcak karışım bitümlü temel veya çimentolu bitümlü temel tiplerinden biri kullanılabilir Şekil 1. Yol üstyapısını oluşturan tabakalar ve tabakaların çeşitleri. 2.3.Kaplama tabakası Kaplama tabakası, üstyapının trafik yüklerine doğrudan maruz kalan en üst tabakasıdır.trafik yükleri nedeniyle oluşan basınç ve çekme gerilmelerinin en yüksek seviyede olması nedeniyle kaplama tabakası, üstyapının diğer tabakalarına göre daha yüksek elastisite modülüne sahip olmalıdır. Kaplama tabakasının; trafiğin aşındırma etkisine karşı koymak, temel tabakasına iletilen basınç ve kayma gerilmelerini azaltmak, yüzey sularının temel tabakasına geçmesini önlemek, düzgün ve emniyetli bir sürüş sağlamak, yolu kalıcı deformasyonlara karşı korumak gibi işlevleri vardır. Bu işlevleri yerine getiren en iyi kaplama cinsi asfalt betonu kaplamalardır. Bu tür kaplamalar, üstte aşınma ve altta binder olmak üzere iki tabaka halinde inşa edilirler [11]. 3.Deneysel Çalışma Bu çalışmada, Elazığ Hanpınar mevkisinde bulunan, Elazığ Belediyesine ait asfalt şantiyesindeki plentte üretilen, beton asfalt karışımı kullanılarak, Marshall briketleri hazırlanmıştır. Belediyenin asfalt betonu üretiminde kullandığı, kırılmış ve elenmiş kalker malzemesi üzerinde, elek analizi, aşınma, özgül ağırlık, hava tesirlerine karşı dayanıklılık (Na 2 SO 4 ), kil oranı tayini ile asfalt çimentosu üzerinde, penetrasyon, düktilite deneyleri yapılmıştır. Hazırlanan Marshall numunelerinin özgül ağırlık, boşluk oranı, stabilite, akma, bitüm ile dolu boşluk, agregalar arasındaki boşluk oranı değerleri bulunarak asfalt betonunun fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Elazığ-Malatya yolu Karayolları 8.Bölge Müdürlüğü yol yapım şantiyesinden temin edilen, temel malzemeleri üzerinde, elek analizi, likit limit, plastik limit, aşınma, hava tesirlerine 93
N. Kuloğlu, B. V. Kök ve B. Durmaz karşı dayanıklılık (Na 2 SO 4 ), Proctor (Zemin Sıkıştırma Deneyi) ve CBR (Kaliforniya Taşıma Oranı) deneyleri yapılarak malzemelerinin fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Deneylerde yükleme cihazının alt tablası (rijit yüzey) alttemel tabakası olarak kabul edilmiştir. Fiziksel özellikleri belirlenen temel malzemeleri, optimum su muhtevasında 20x20x15 cm ebadındaki kalıplarda sıkıştırılarak temel tabakaları oluşturulmuştur. Hazırlanan Marshall briketleri bu kalıplar içindeki temeller üzerine yerleştirilip, pres altında kırılarak, kırılma yükleri ve Poisson oranları bulunmuştur. Deney düzeneği Şekil 2 de verilmiştir. 3.1.Deneysel sonuçlar Şekil 2. Deney düzeneği. Asfalt betonunda kullanılan agrega malzemesi üzerinde yapılan elek analizi, aşınma, özgül ağırlık, hava tesirlerine karşı dayanıklılık, kil oranı deney sonuçları Tablo 1 ve Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1. Asfalt betonunda kullanılan agrega malzemesinin elek analizi. aşınma Elek çapı Deneyde kullanılan tabakası Tip-2 (mm) 19 100 100 12,5 77-100 93 9,5 66-84 84 4,75 46-66 54 2,00 30-50 35 0,425 12-28 16 0,180 7-18 11 0,075 4-10 4 Tablo 2. Asfalt betonunda kullanılan agrega malzemesinin fiziksel özellikleri. Los Angeles aşınma kaybı (%) 32 Hava tesirlerine karşı dayanıklılık, Na 2 SO 4 (%) 9,2 Kil oranı (%) 5,4 Kaba agrega özgül ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,695 İnce agrega özgül ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,721 Filler özgül ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,752 Deney sonuçlarına göre asfalt betonunda kullanılan agrega tane dağılımının Karayolları Fenni sinde, aşınma tabakası Tip-2 için verilen sınırlar içinde kaldığı, aşınma ve donma kayıplarının şartname limitleri içinde olduğu, kil oranının ise yüksek olduğu ve malzemenin yıkanmadan kullanılamayacağı tespit edilmiştir. Asfalt çimentosunun penetrasyon deneyi, TS 118 deki esaslara uygun olarak yapılıp değeri 75-100, düktilite deneyi TS 119 daki esaslara uygun yapılıp değeri 100, özgül ağırlık deneyi TS 120 ye göre yapılıp değeri 1,02 gr/cm 3, asfalt betonu karışımının bitüm yüzdesi, TS 131 deki asfalt bağlayıcının geri kazanılması (Abson Metodu) yoluyla yapılıp değeri %5,3 olarak bulunmuştur. Sıkıştırılmamış asfalt betonu karışımı laboratuvarda Marshall kalıplarına yerleştirilip her iki yüzüne 75 darbe vurularak sıkıştırılmıştır. Bütün numuneler hazırlandıktan sonra her bir numunenin yüksekliği üç farklı yerinden kompasla ölçülmüş, havadaki ağırlıkları(w), doygun yüzey ağırlıkları (W1) ve su içindeki ağırlıkları (W2), pratik özgül ağırlıkları (Dp), teorik maksimum özgül ağırlıkları (Dt), boşluk oranı (Vh), agregalar arasındaki boşluk oranı (Vma) ve asfaltla dolu boşluk oranları (Vf) belirlenmiştir. Hazırlanan 1,2,3 nolu numuneler Marshall test cihazında kırılarak akma ve stabilite değerleri tespit edilmiştir. Tablo 3 de Marshall test cihazında kırılan numunelerin, Tablo 4 de ise, farklı temeller üzerinde serbest basınç dayanımlarının inceleneceği Marshall numunelerinin, fiziksel özellikleri verilmiştir. Boşluk oranları %3 değerinden çok farklı olan numuneler kullanılmamış, toplam 27 numune deneye tabi tutulmuştur. 94
Beton Asfaltın Farklı Türden Temeller Üzerindeki Serbest Basınç Mukavemet Değerinin Değişimi Tablo 3. Marshall test cihazında kırılan numunelerin fiziksel özellikleri. 1 2 3 W (gr) 1264,15 1265,14 1260,00 W1 (gr) 1266,24 1268,63 1263,26 W2 (gr) 742,94 746,27 743,35 Dp (gr/cm 3 ) 2,41 2,42 2,42 Dt (gr/cm 3 ) 2,50 2,50 2,50 Vh (%) 3,437 3,197 3,157 Vma (%) 15,33 15,12 15,08 Vf (%) 77,58 78,86 79,07 Akma (mm) 3,40 3,60 3,25 Stab. (kg) 1307 1277 1324 Deneylerde Elazığ-Malatya yolu Karayolları 8. Bölge Müdürlüğü yol yapım şantiyesinden alınan farklı tane dağılımı ve fiziksel özelliklere sahip 4 değişik granüler temel kullanılmıştır. Temel-1 dere malzemesinden, temel-2,3 kalkerden, temel-4 ise bazalttan oluşmaktadır. Temel malzemeleri üzerinde elek analizi yapılarak Karayolları Fenni sinin hangi tipine uygun olduğu tespit edilmiştir. Tablo 5 de temel malzemelerinin elek analizi sonuçları Tablo 6 da ise diğer fiziksel özellikleri verilmiştir. Temel-1, şartname tane dağılım limitlerinden A tipi, temel-2-3 ise C tipine uymaktadır. Temel-4 ün tane dağılımı, şartname tane dağılım limitlerinden D tipine uyacak şekilde ayarlanmıştır. Hazırlanan temeller üzerine, 12 saat oda sıcaklığında bekletilen Marshall deney numuneleri yerleştirilerek, 10 kn/dk yükleme hızında statik yük uygulanmıştır. Sonuçta, Marshall briketlerinin kırılma yükü, düşey ve yanal şekil değiştirmeleri ölçülmüştür. Bu deney, 4 farklı temel, beton yüzey ve cihazın rijit tablası üzerinde yapılmıştır. Temel-1 üzerinde 4,5,8 nolu, temel-2 de 9,10,12 nolu, temel-3 de 14,15,18 nolu, temel-4 de 20,21,23 nolu, beton yüzeyde 24,25,27 nolu, rijit yüzeyde ise 28,29,30 nolu Marshall briketleri kırılarak, ortalama kırılma yükleri bulunmuştur. 6,7,11,13,16,17,19,22,26 nolu Marshall briketleri, deney esnasında yanlış yükleme sonucunda özelliğini kaybettiğinden kullanılmamıştır. Temel 1-2-3-4, beton ve rijit yüzeye karşılık gelen ortalama kırılma yükleri grafiksel olarak Şekil 3 de verilmiştir. Tablo 4. Farklı temeller üzerinde serbest basınç dayanımlarının incelendiği Marshall numunelerinin fiziksel özellikleri. No W W1 W2 Dp Dt Vh Vma Vf (gr) (gr) (gr) (gr/cm 3 ) (gr/cm 3 ) (%) (%) (%) 4 1271,82 1273,92 744,47 2,402 2,502 3,997 15,824 74,741 5 1259,35 1260,72 739,21 2,415 2,502 3,477 15,368 77,375 6 1262,46 1265,34 743,38 2,419 2,502 3,317 15,228 78,218 7 1267,56 1268,78 743,68 2,414 2,502 3,517 15,403 77,167 8 1253,48 1256,26 739,24 2,424 2,502 3,118 15,053 79,287 9 1269,84 1272,11 745,26 2,410 2,502 3,677 15,543 76,343 10 1264,46 1266,35 742,54 2,414 2,502 3,517 15,403 77,167 11 1263,46 1265,31 744,54 2,426 2,502 3,038 14,983 79,724 12 1258,12 1261,47 742,46 2,424 2,502 3,118 15,053 79,287 13 1260,84 1262,64 743,11 2,427 2,502 2,998 14,948 79,944 14 1257,87 1260,98 742,98 2,428 2,502 2,958 14,912 80,164 15 1256,88 1259,66 741,45 2,425 2,502 3,078 15,018 79,505 16 1256,78 1259,55 741,46 2,426 2,502 3,038 14,983 79,724 17 1260,48 1262,46 743,22 2,428 2,502 2,958 14,912 80,164 18 1257,96 1260,57 742,14 2,426 2,502 3,038 14,983 79,724 19 1264,58 1266,53 742,54 2,413 2,502 3,557 15,438 76,959 20 1263,64 1265,13 744,45 2,427 2,502 2,998 14,948 79,944 21 1258,21 1261,74 742,64 2,424 2,502 3,118 15,053 79,287 22 1270,28 1272,29 743,74 2,403 2,502 3,957 15,789 74,938 23 1259,63 1260,27 739,24 2,418 2,502 3,357 15,263 78,005 24 1262,64 1265,43 745,26 2,427 2,502 2,998 14,948 79,944 25 1264,51 1266,42 742,54 2,414 2,502 3,517 15,403 77,167 26 1265,41 1268,36 744,54 2,416 2,502 3,437 45,333 77,584 27 1260,00 1263,62 742,46 2,418 2,502 3,357 15,263 78,005 28 1267,65 1268,87 743,86 2,415 2,502 3,477 15,368 77,375 29 1269,48 1272,21 744,62 2,406 2,502 3,837 15,683 75,534 30 1253,84 1256,62 739,42 2,424 2,502 3,118 15,053 79,287 95
N. Kuloğlu, B. V. Kök ve B. Durmaz Temel-1 Tablo 5. Temel malzemelerinin elek analizi ve şartname limitleri. Temel-2 Temel-3 Tip-C Tip-A Tip-C Temel-4 Tip-D 50 100 100 - - - - - - 37,5 92,30 80-100 - - - - - - 25 85,20 60-90 100 100 100 100 100 100 19 - - 92,80 75-100 83,60 75-100 90 80-100 9,5 54,40 30-70 78,70 50-85 58,40 50-85 80 60-100 4,75 30,40 25-55 57,10 35-65 42,60 35-65 67,50 50-85 2,00 20,80 15-40 30 25-50 34,80 25-50 55 40-70 0,425 10,20 8-20 15,60 12-30 20,20 12-30 32,50 20-45 0,075 4,20 2-8 6,8 0-12 5,40 0-12 6 0-12 Tablo 6. Temel malzemelerinin fiziksel özellikleri. Temel -1 Temel -2 Temel -3 Temel -4 Los Angeles aşınma kaybı (%) (TS 3694) 24 32 32 23,60 Donma kaybı (%) (TS 706) 7,90 9,64 10,21 4,13 Max kuru birim ağırlık (gr/cm 3 ) (TS 1900) 2,47 1,92 2,02 2,01 Optimum su muhtevası (%) (TS 1900) 6,98 4,16 5,21 4,88 CBR (%) (TS 1900) 80 95 90 98 İncelik modülü 4,02 3,19 3,55 2,69 Ortalama Kırılma Yükleri 4500 4300 4100 3900 3700 3500 3300 3100 2900 2700 Temel-1- Temel-2- Temel-3- Temel-4- Beton Rijit Şekil 3. Farklı temeller üzerindeki Marshall numunelerinin ortalama kırılma yükleri. Şekil 3 deki grafik incelendiğinde, kırılma yükündeki artışın temel tane dağılımı ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Daha iri tane dağılımına sahip temel-1 de tane dağılımındaki iri danelerin üniform bir gerilme dağılışına olanak sağlamaması nedeni ile kırılma yükü en düşük çıkmıştır. Temel 2-3-4 de ise sırasıyla tane dağılım yoğunluğunun artması, üniform bir gerilme dağılışı oluşturarak kırılma yükünü arttırmıştır. Serbest basınç deneyinde Marshall briketlerinin, Temel 1-2-3-4, beton ve rijit yüzey üzerinde kırılma yükü tespit edildikten sonra, yatay ve düşey birim şekil değiştirmeleri ölçülerek Poisson oranları tespit edilmiştir. Marshall briketlerinin, düşey ve yatay birim şekil değiştirmeleri ile Poisson oranı sonuçları Tablo 7 de, düşey ve yatay birim şekil değiştirmelerini gösteren grafik ise Şekil 4 de verilmiştir. Tablo 7. Farklı temeller üzerinde kırılan Marshall briketlerinin Poisson oranları. ε x ε y µ=ε x / ε y Temel-1 0,0475 0,0742 0,640 Temel-2 0,0485 0,0845 0,574 Temel-3 0,0490 0,0994 0,493 Temel-4 0,0590 0,1475 0,400 Beton Yüzey 0,0680 0,1916 0,355 Rijit Yüzey 0,0690 0,1960 0,352 Şekil 4 deki grafik incelendiğinde, kırılma yükü yüksek çıkan numunelerin yatay ve düşey yöndeki birim şekil değiştirmeleri, kırılma yükü düşük çıkan numunelerden daha fazla olduğu görülmektedir. Bunun nedeni, yüksek kırılma yüküne sahip numunelerin, tane dağılım yoğunluğunun artması ve dolayısıyla üniform bir gerilme dağılışından dolayı daha fazla deforme olduktan sonra kırılmasıdır. Numunelerin üzerinde kırıldığı temeller, yük artışı esnasında az da olsa düşey deformasyon yaparak numunelerin düşey birim şekil değiştirmelerinin fazla olmasına ve dolayısıyla Şekil 4 deki ε x, ε y doğrularının paralelliğin bozulmasına sebep olmuştur. 96
Beton Asfaltın Farklı Türden Temeller Üzerindeki Serbest Basınç Mukavemet Değerinin Değişimi εx, εy 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 y = 0,028x + 0,0344 R 2 = 0,94 y = 0,005x + 0,0392 R 2 = 0,8934 Temel-1 Temel-2 Temel-3 Temel-4 Beton Rijit Şekil 4.Marshall briketlerinin yatay ve düşey birim şekil değiştirmeleri. 4.Sonuç Yapılan deneyler sonucunda, Marshall briketlerinin ortalama kırılma yükleri; rijit yüzey üzerinde 3865 kg, beton yüzey üzerinde 3860 kg, temel-4 üzerinde 3764 kg, temel-3 üzerinde 3513 kg, temel-2 üzerinde 3396 kg, temel-1 üzerinde 2981 kg olarak bulunmuştur. Aynı cins malzeme olan, temel-2 nin CBR ı %95, temel-3 ün CBR ı %90 çıkmış olmasına rağmen, temel-3 e göre daha iri tane dağılımına sahip temel-2 üzerindeki Marshall briketlerinin kırılma yükü daha düşük çıkmıştır. Temeller içinde en iri tane dağılımına sahip temel-1 üzerindeki Marshall briketlerinin kırılma yükleri, temel-2-3-4 e göre daha düşük çıkmıştır. Temel- εy εx 2-3-4 de ise sırasıyla tane dağılım yoğunluğunun artmasıyla, üniform bir gerilme dağılışı oluşarak, kırılma yükleri yine sırasıyla artış göstermiştir. Kırılma yükleri düşük çıkan numunelerin Poisson oranları, kırılma yükleri yüksek çıkan numunelere göre daha yüksek çıkmıştır. Bunun nedeni ise düşük kırılma yüküne sahip numunelerin, üniform bir gerilmeye maruz kalmamasıdır. Yüksek kırılma yüküne sahip numuneler ise, tane dağılım yoğunluğunun artması ve dolayısıyla üniform bir gerilme dağılışından dolayı daha fazla deforme olduktan sonra kırılmıştır. Bu nedenle Poisson oranları, kırılma yükü düşük olan numunelerden, yüksek olan numunelere doğru düşüş göstermiştir. Temel-4 ise yoğun tane dağılımına sahip olup, tane dağılımı, şartname tane dağılımı D tipinin alt ve üst limitleri ortasından geçecek şekilde ayarlanmıştır. Temel-4 üzerinde kırılan Marshall briketlerinin kırılma yükü ve Poisson oranları, beton ve rijit yüzey üzerinde kırılan Marshall briketleri sonuçlarına yakın çıkmıştır. Sonuç olarak, farklı temeller üzerindeki asfalt betonunun serbest basınç ve deformasyon ilişkilerini etkileyen faktörün, temelde kullanılan malzemenin granülometrisi olduğu tespit edilmiştir. 5. Kaynaklar 1. http://www.die.gov.tr 2. Karayolları Genel Müdürlüğü. (1994). Yollar Fenni si, No:170/2, Ankara, 435s. 3. Babkov, V,F. (1983). Highway Engineering. New York, 157s 4. Clarkson, O,H. Hics, G,R. (1982). Highway Engineering. New York, 730s. 5. Croney, P. Croney, D. (1998). The Design and Performance of Road Pavements. New York, 508s. 6. Hatipoğlu, S. (1998) Yasal Dingil Yükünün Yol Ömrüne Etkisi. İnşaat Mühendisleri Odası IV. Ulaştırma Kongresi Bildiriler Kitabı, Denizli, 261-266. 7. Tunç, A. (2001) Yol Malzemeleri ve Uygulamaları, Ankara, 840s. 8. Dallas, L,N. (1995). Handbook For Stabilization of Pavement Subgrades and Base Courses with Lime. Texas, 219s. 9. Umar, F. Ağar, E. (1991). Yol Üstyapısı. İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Matbaası, İstanbul, 339s. 10. Salter, J,R. (1988). Highway Design and Construction. London, 285s. 11. Karayolları Genel Müdürlüğü. (1995). Karayolları Esnek Üstyapılar Projelendirme Rehberi, Teknik Araştırma Dairesi Başkanlığı, Ankara, 93s. 97